دروع المركبات

كان المعدن البلاستيكي نوعًا من دروع المركبات، طُوِّر في الأصل للسفن التجارية من قِبَل الأميرالية البريطانية عام 1940. وُصِفَ تركيبه الأصلي بأنه يتكون من 50% جرانيت نقي بحجم نصف بوصة، و43% من الحجر الجيري ، و7% من البيتومين . وكان يُطبَّق عادةً في طبقة بسماكة بوصتين، مدعومة بطبقة من الفولاذ بسماكة نصف بوصة .

كان الدرع البلاستيكي فعالاً للغاية في صدّ الرصاص الخارق للدروع، لأن جزيئات الجرانيت الصلبة كانت تحرف مسار الرصاصة، التي كانت تستقر بين الدرع البلاستيكي والصفيحة الفولاذية الداعمة. ويمكن تركيب الدرع البلاستيكي عن طريق صبه في تجويف يتكون من الصفيحة الفولاذية الداعمة وقالب خشبي مؤقت.

تستخدم بعض دروع دبابات القتال الرئيسية البوليمرات، على سبيل المثال البولي يوريثان المستخدم في دروع "BDD" المطبقة على دبابات T-62 و T-55 المحدثة .

الزجاج المقاوم للرصاص هو مصطلح عامي يُطلق على الزجاج الذي يتميز بمقاومته العالية للاختراق عند اصطدام الرصاص به . ويُشار إليه في هذا المجال عادةً باسم الزجاج المضاد للرصاص أو الدرع الشفاف .

يُصنع الزجاج المقاوم للرصاص عادةً باستخدام مادة قوية وشفافة مثل البولي كربونات الحراري أو باستخدام طبقات من الزجاج الرقائقي . والنتيجة المرجوة هي مادة ذات مظهر وخصائص نفاذية ضوئية مماثلة للزجاج العادي، توفر درجات متفاوتة من الحماية من نيران الأسلحة الصغيرة .

تتكون طبقة البولي كربونات، التي تشمل عادةً منتجات مثل Armormax و Makroclear وCyrolon و Lexan وTuffak، من طبقات من الزجاج العادي. يوفر استخدام البلاستيك في هذه الطبقة مقاومة للصدمات، مثل الضربات الجسدية بالمطرقة أو الفأس، وما شابه. لكن البلاستيك لا يوفر مقاومة تُذكر للرصاص. فالزجاج، وهو أصلب بكثير من البلاستيك، يُسطّح الرصاصة ويمنع اختراقها. يبلغ سمك هذا النوع من الزجاج المقاوم للرصاص عادةً 70-75  ملم (2.8-3.0  بوصة).

يُصنع الزجاج المقاوم للرصاص من طبقات زجاجية مُرقّقة، تتكون من صفائح زجاجية مُلصقة معًا بمادة البولي فينيل بوتيرال أو البولي يوريثان أو أسيتات الإيثيلين فينيل . يُستخدم هذا النوع من الزجاج المقاوم للرصاص بشكل منتظم في المركبات القتالية منذ الحرب العالمية الثانية ؛ ويبلغ سمكه عادةً حوالي 100-120  ملم (3.9-4.7  بوصة)، وهو ثقيل الوزن للغاية.

يجري تطوير مواد جديدة. أحد هذه المواد، أكسيد نتريد الألومنيوم ، أخف وزناً بكثير ولكنه أغلى بكثير بسعر يتراوح بين 10 و15 دولاراً أمريكياً للبوصة المربعة.

تم الكشف عن الآلية الدقيقة التي تستخدمها السيراميك لمقاومة قذائف HEAT في ثمانينيات القرن الماضي. أظهرت الصور عالية السرعة أن مادة السيراميك تتفتت عند اختراق قذيفة HEAT، حيث تُدمر الشظايا عالية الطاقة شكل النفاث المعدني الناتج عن الشحنة المجوفة ، مما يقلل بشكل كبير من الاختراق. يمكن أيضًا استخدام طبقات السيراميك كجزء من حلول الدروع المركبة. تعمل الصلابة العالية لبعض مواد السيراميك كعامل مُشتت يُحطم القذائف وينشر طاقتها الحركية .

الدروع المركبة هي دروع تتكون من طبقات من مادتين أو أكثر ذات خصائص فيزيائية مختلفة بشكل ملحوظ؛ ويُعدّ الفولاذ والسيراميك أكثر أنواع المواد شيوعًا في الدروع المركبة. طُوّرت الدروع المركبة في البداية في أربعينيات القرن العشرين، إلا أنها لم تدخل الخدمة إلا بعد ذلك بكثير، وغالبًا ما تُتجاهل النماذج الأولى منها في ظل وجود دروع أحدث مثل دروع تشوبهام . تعتمد فعالية الدروع المركبة على تركيبها، وقد تكون فعّالة ضدّ المقذوفات ذات الطاقة الحركية ، وكذلك ضدّ الذخائر ذات الشحنة المشكلة ؛ وتُضاف المعادن الثقيلة أحيانًا خصيصًا للحماية من المقذوفات ذات الطاقة الحركية.

يتكون الدرع المركب المستخدم في دبابات القتال الرئيسية الحديثة الغربية والإسرائيلية في الغالب من عناصر درع تفاعلي غير متفجر (NERA)، وهو نوع من الدروع التفاعلية . غالبًا ما تكون هذه العناصر عبارة عن طبقات تتكون من لوحين صلبين (عادةً من الفولاذ عالي الصلابة) مع طبقة وسيطة منخفضة الكثافة بينهما. عند الاصطدام، تتمدد الطبقة الوسيطة وتحرك اللوحين، مما يعطل تيارات الحرارة وربما يقلل من الطاقة الحركية للقذائف. خلف هذه العناصر، يوجد عنصر داعم مصمم لإيقاف التيار أو عنصر القذيفة المتضرر، والذي قد يكون مصنوعًا من الفولاذ عالي الصلابة، أو من مركب من الفولاذ والسيراميك أو ربما اليورانيوم.

استخدمت دبابات القتال الرئيسية السوفيتية، بدءًا من طراز T-64، دروعًا مركبة تتكون غالبًا من حشو منخفض الكثافة محصور بين صفائح أو مصبوبات فولاذية سميكة نسبيًا، مثل درع Combination K. [ ^{8 ] فعلى} سبيل المثال، احتوى برج دبابة T-64 على طبقة من الكرات الخزفية والألومنيوم محصورة بين طبقات من الدروع الفولاذية المصبوبة، ^{[ 9 ]} بينما تتميز بعض طرازات T-72 بحشو زجاجي يُسمى "كفارتز". غالبًا ما كان الجزء الأمامي من الدبابة يتكون من طبقتين من الفولاذ وحشو منخفض الكثافة، إما من التيكستوليت ( بوليمر مُقوى بالألياف الزجاجية ) أو صفائح خزفية. ^{[ 10 ]} احتوت أبراج دبابات T-80 وT-72 اللاحقة على عناصر NERA، مشابهة لتلك المذكورة أعلاه. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

لتحقيق الكفاءة، تُوضع أثقل دروع المركبة القتالية المدرعة في مقدمتها. تتطلب تكتيكات الدبابات أن تواجه المركبة دائمًا الاتجاه المحتمل لنيران العدو قدر الإمكان، حتى في عمليات الدفاع أو الانسحاب .

يمكن للدروع المائلة والمنحنية أن تزيد من حمايتها. فمع ثبات سماكة صفيحة الدرع، يجب أن يخترق المقذوف الذي يصطدم بزاوية درعًا أكثر من المقذوف الذي يصطدم عموديًا . كما يزيد السطح المائل من احتمالية انحراف المقذوف. ويتضح ذلك في تصميمات الهيكل على شكل حرف V ، التي توجه قوة العبوة الناسفة المرتجلة أو اللغم الأرضي بعيدًا عن مقصورة الطاقم، مما يزيد من فرص نجاة الطاقم . ^{[ 14 ]}

ابتداءً من فترة الحرب الباردة ، زُوّدت العديد من المركبات القتالية المدرعة ببطانات داخلية مضادة للشظايا، مصممة لحماية الطاقم والمعدات من الشظايا المتناثرة الناتجة عن اصطدام قذائف العدو، وخاصة الرؤوس الحربية شديدة الانفجار . تُصنع هذه البطانات من مواد مثل الأراميد ( كيفلار ، توارون )، أو البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي ( داينيما ، سبيكترا شيلد )، أو مواد مشابهة.

يتكون الدرع الإضافي، ^{[ 15 ]} أو الدرع المُلحق، من صفائح إضافية تُركّب على هيكل أو برج مركبة قتالية مدرعة. يمكن تصنيع هذه الصفائح من أي مادة، وهي مصممة ليتم تركيبها لاحقًا على المركبة القتالية المدرعة لمقاومة الأسلحة القادرة على اختراق درعها الأصلي. ^{[ 16 ] [ 17 ]} ومن مزايا الدرع الإضافي إمكانية تعديل مستوى حماية المركبة بما يتناسب مع سيناريو تهديد محدد.

أحيانًا ما يتم ابتكار دروع المركبات بشكل مرتجل أثناء النزاعات المسلحة من قبل أطقم المركبات أو الوحدات الفردية. ففي الحرب العالمية الثانية ، قامت أطقم الدبابات البريطانية والكندية والبولندية بلحام قطع احتياطية من جنزير الدبابات على هياكل دبابات شيرمان . ^{[ 18 ]} وكثيرًا ما أضافت أطقم الدبابات الأمريكية أكياس رمل إلى هياكل وأبراج دبابات شيرمان، غالبًا داخل قفص متقن الصنع من العوارض. كما تم تدريع بعض دبابات شيرمان ميدانيًا بألواح أمامية ودروع أخرى مأخوذة من دبابات معطلة، لتكوين ما يُعرف بـ"الجامبو المرتجل "، نسبةً إلى دبابة الهجوم M4A3E2 المدرعة بشدة . وفي حرب فيتنام ، تم تدريع " شاحنات المدفعية " الأمريكية بأكياس رمل وصفائح فولاذية مصنعة محليًا. ^{[ 19 ]} وفي الآونة الأخيرة، قامت القوات الأمريكية في العراق بتدريع سيارات هامفي ومركبات نقل عسكرية مختلفة بمواد خردة، وهو ما أطلق عليه الأمريكيون اسم " الدروع البدائية " أو "دروع الحجاج". ^{[ 18 ]} علاوة على ذلك، كانت هناك حادثة كيلدوزر ، حيث تم تدريع الجرافة المعدلة بالفولاذ والخرسانة المركبة، والتي أثبتت أنها مقاومة للغاية للأسلحة الصغيرة.

يُستخدم الدرع المتباعد، الذي يتكون من صفيحتين أو أكثر متباعدتين بمسافة محددة، منذ الحرب العالمية الأولى ، حيث استُخدم في دبابات شنايدر CA1 وسان شاموند . يُعدّ الدرع المتباعد مفيدًا في العديد من المواقف، فهو يُقلل من فعالية القذائف الخارقة للطاقة الحركية ، إذ يُمكن أن يتسبب تفاعلها مع كل صفيحة في انقلابها أو انحرافها أو تشوهها أو تفتتها. ويزداد هذا التأثير عند تصميم الدرع بشكل مائل . كما يُوفر الدرع المتباعد حماية مُعززة ضد قذائف HEAT ، وذلك لأن الرأس الحربي ذو الشحنة المشكلة قد ينفجر قبل الأوان (عند السطح الأول)، مما يُفقد النفاث المعدني الناتج تماسكه قبل وصوله إلى الدرع الرئيسي واصطدامه بمنطقة أوسع. وفي بعض الأحيان، تكون الأسطح الداخلية لهذه التجاويف مائلة، مما يُشكل زوايا لمسار نفاث الشحنة المشكلة المُتوقع، وذلك لتبديد طاقته بشكل أكبر. في أقصى الحالات، يمكن تركيب ألواح دروع رقيقة نسبيًا، أو شبكات معدنية، أو ألواح ذات فتحات ، أخف وزنًا بكثير من الدروع الواقية الكاملة، كألواح جانبية أو ألواح حماية للبرج لتوفير حماية إضافية ضد هذه الأسلحة. ويُلاحظ هذا في الدبابات الألمانية في منتصف وأواخر الحرب العالمية الثانية ، بالإضافة إلى العديد من المركبات القتالية المدرعة الحديثة . وبشكل عام، يمكن للدروع المتباعدة أن توفر حماية معززة بشكل كبير مع توفير الوزن.

يستخدم درع ويبل المماثل مبدأ الدروع المتباعدة لحماية المركبات الفضائية من اصطدامات النيازك الدقيقة فائقة السرعة . يؤدي الاصطدام بالجدار الأول إلى انصهار الجسيم القادم أو تفتيته، مما يتسبب في انتشار الشظايا على مساحة أوسع عند اصطدامها بالجدران اللاحقة.

الدروع المائلة هي دروع تُركّب بزاوية غير رأسية وغير أفقية، وتُستخدم عادةً في الدبابات والمركبات القتالية المدرعة الأخرى. بالنسبة لسمك الصفيحة، وطول العمودي على سطح الدرع، فإن زيادة ميل الدرع تُحسّن مستوى الحماية بزيادة سمكه المقاس على مستوى أفقي. أما بالنسبة لكثافة مساحة معينة للدرع، فيمكن زيادة الحماية أو تقليلها بفعل تأثيرات الميل الأخرى، وذلك تبعًا لمواد الدرع المستخدمة وخصائص المقذوف الذي يصطدم به. وتعود زيادة الحماية الناتجة عن زيادة الميل مع الحفاظ على سمك الصفيحة ثابتًا إلى زيادة متناسبة في كثافة المساحة، وبالتالي الكتلة، مما لا يُحقق أي فائدة من حيث الوزن. لذلك، كانت التأثيرات الأخرى المحتملة للميل، مثل انحراف المقذوف وتشويهه وارتداده، من الأسباب الرئيسية لتطبيق الدروع المائلة في تصميم المركبات المدرعة. ومن الدوافع الأخرى أن الدروع المائلة تُعدّ طريقة أكثر كفاءة لتغطية المعدات الضرورية، لأنها تُغطي حجمًا أقل بكمية أقل من المواد. عادة ما تُرى الزوايا الأكثر حدة على الصفيحة الأمامية، وذلك لأنها جانب الهيكل الأكثر عرضة للضرب ولأن هناك مساحة أكبر للميل في الاتجاه الطولي للمركبة.

يستخدم الدرع التفاعلي المتفجر ، الذي طوره الباحث الألماني مانفريد هيلد أثناء عمله في إسرائيل، طبقات من المتفجرات شديدة الانفجار محصورة بين صفائح فولاذية. عند اصطدام رأس حربي ذي شحنة مشكلة، ينفجر المتفجر دافعًا الصفائح الفولاذية إلى داخل الرأس الحربي، مما يعطل تدفق المعدن السائل المخترق للشحنة (عادةً ما يكون نحاسًا عند حوالي 500 درجة مئوية؛ ويمكن جعله يتدفق كالماء بضغط كافٍ). الدروع التفاعلية المتفجرة التقليدية "الخفيفة" أقل فعالية ضد المخترقات الحركية. أما الدروع التفاعلية "الثقيلة"، فتُوفر حماية أفضل. المثال الوحيد المستخدم على نطاق واسع حاليًا هو مركبة كونتاكت-5 الروسية . يشكل الدرع التفاعلي المتفجر تهديدًا للقوات الصديقة القريبة من المركبة.

الدروع التفاعلية غير المتفجرة هي نوع متطور من الدروع المتباعدة التي تستخدم مواد تغير شكلها الهندسي لزيادة الحماية تحت ضغط الصدمة.

تستخدم أنظمة الحماية النشطة جهاز استشعار لاكتشاف المقذوف القادم وإطلاق مقذوف مضاد بشكل متفجر في مساره.

صُممت الدروع الشبكية للحماية من هجمات الصواريخ والقذائف المضادة للدبابات، حيث تكون الرؤوس الحربية عبارة عن شحنات مشكلة . تُباعد بين هذه الشرائح بحيث تتشوه الرؤوس الحربية جزئيًا قبل الانفجار، أو تتضرر آلية التفجير، مما يمنع الانفجار تمامًا. ونظرًا لأن الشحنات المشكلة تعتمد على بنية محددة للغاية لتوليد تيار من المعدن الساخن، فإن أي خلل في هذه البنية يقلل بشكل كبير من فعالية الرأس الحربي. ^{[ 20 ]} ويمكن اختراق الدروع الشبكية بواسطة تصميمات الشحنات الترادفية مثل RPG-27 و RPG-29 . ^{[ 21 ]}

الدروع الكهربائية هي تقنية حديثة طورتها مختبرات العلوم والتكنولوجيا الدفاعية في المملكة المتحدة . [ ^{22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] تُجهز} المركبة بغلافين رقيقين يفصل بينهما مادة عازلة. يحمل الغلاف الخارجي شحنة كهربائية هائلة ، بينما يكون الغلاف الداخلي ملامسًا للأرض. إذا اخترق تيار حراري وارد الغلاف الخارجي وشكّل جسرًا بين الغلافين، فإن الطاقة الكهربائية تُفرغ عبر التيار، مما يُعطله. وقد كانت التجارب حتى الآن واعدة للغاية، ويُؤمل أن تتمكن الأنظمة المُحسّنة من الحماية ضدّ المخترقات ذات الطاقة الحركية. ويدرس مطورو سلسلة مركبات " نظام التأثير السريع المستقبلي " (FRES) المدرعة هذه التقنية.